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Sujets de thèse
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DRF : Sujet de thèse SL-DRF-18-0310

DOMAINE DE RECHERCHE
Physique des particules / Physique corpusculaire et cosmos
INTITULÉ DU SUJET Français English

Etude precise des couplages du boson de Higgs dans son canal de desintegration en deux bosons de jauge Z avec les données du détecteur ATLAS auprès du LHC.

RÉSUMÉ DU SUJET

La partie principale de la thèse consistera en une analyse des données du run-2 (données à 13 TeV dans le centre de masse proton-proton dédiées prises entre 2015 et 2018) pour l'étude de la nature de boson de Higgs. Le projet consiste à mesurer les couplages du boson de Higgs via sa désintégration en 4 leptons (électrons ou muons) issus de la désintégration de deux bosons de jauge Z dans un régime où on s’éloigne de sa couche de masse (la masse invariante des 4 leptons est supérieure à la masse du boson de Higgs, régime dit "off-shell"), pour être finalement combiné avec les résultats correspondants obtenus à partir des mesures de couplage "on-shell" (à la masse du Higgs). Dans la pratique, notre tâche sera de mesurer la section efficace du processus pp-> ZZ-> 4l pour une large gamme de la masse invariante des 4 leptons de l’état final. Ce canal de désintégration ZZ offre la meilleure sensibilité en raison de sa signature propre avec un rapport signal sur bruit de fond excellent. De nouvelles interactions au-delà du modèle standard affecteraient à la fois le taux et les distributions différentielles de l'état final 4-leptons. La comparaison entre les sections efficaces de production on-shell et off-shell permet ainsi de mettre une limite supérieure sur la largeur totale du boson de Higgs via les effets d’interférence quantique entre les différents modes de production des paires ZZ à haute masse invariante. Cette largeur totale serait directement affectée par des couplages non standard à certaines particules du modèle standard ou par la présence de canaux de désintégration vers de nouvelles particules au-delà du modèle standard.

L'analyse sera effectuée en classant les événements par rapport au nombre de jets produits en association avec le système des 4 leptons (ZZ + n-jets) pour distinguer entre les différents modes de production du boson de Higgs.

Une deuxième partie de cette thèse sera consacrée à la compréhension, l’analyse et l'exploitation de détecteurs gazeux de type MicroMegas. Des détecteurs de ce type vont remplacer une partie du spectromètre à muons d'ATLAS et être opérationnels pour le redémarrage du LHC en 2021.

L’IRFU est un des sites de construction de ce type de détecteur. L’étudiant(e) participera aux tests de fonctionnement des modules une fois arrivés au CERN après leur construction à Saclay.

FORMATION NIVEAU MASTER RECOMMANDÉ

Master 2 en physique des particules ou equivalent

INFORMATIONS PRATIQUES
Institut de recherche sur les lois fondamentales de l'univers
Service de Physique des Particules
Groupe Atlas
Centre : Saclay
Date souhaitée pour le début de la thèse : 01/10/2018
PERSONNE À CONTACTER PAR LE CANDIDAT

Claude GUYOT  

CEA
DRF/IRFU/SPP/Atlas
CEA Saclay
DSM/IRFU/SPP
91191 Gif Sur Yvette cedex

Téléphone : +33 1 69 08 55 74

UNIVERSITÉ / ÉCOLE DOCTORALE
Paris-Saclay
PHENIICS
DIRECTEUR DE THÈSE

RODANTHI NIKOLAIDOU

CEA
DRF/IRFU/SPP/Atlas
CEA SACLAY
DSM/IRFU/SPP
91191 GIF SUR YVETTE CEDEX